KR101183808B1 - 크랙보수용 탄성방수제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조물의 크랙부위에 도포함으로써 구조물에 물에 형성된 크랙을 제거함은 물론 물이 침투되는 것을 막는 방수기능을 부가함과 아울러 우수한 내화학성, 내후성, 내균열성, 내충격성 및 친수성과 높은 인장력을 갖음은 물론 특히 수성으로 이루어져 장식간 사용시 수막에 의한 균열 등이 일어나지 않도록 아크릴 에멀젼 62 내지 70 중량%, 일반시멘트 11 내지 15 중량%, 생석회 11 내지 15 중량%, 마이크로시멘트 1.0 내지 1.6 중량%, 알루미나시멘트 1.0 내지 1.6 중량%, 급결시멘트 1.5 내지 2.5 중량%, 소포제 0.5 내지 0.9 중량%, 유동화제 0.5 내지 0.9 중량%, 팽창제 0.5 내지 0.9 중량%, 방수분말수지 0.25 내지 0.45 중량%, 지당 0.25 내지 0.45 중량%; 로 이루어진 크랙보수용 탄성방수제를 제공한다.

Description

크랙보수용 탄성방수제{WATERPROOF COATINGS}

본 발명은 구조물의 구조물에 발생된 크랙을 보수하는 것에 사용되는 방수제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조물의 크랙부위에 주사기 또는 유압기계로 침투 및 도포함으로써 구조물에 형성된 크랙을 채워서 제거함은 물론 물이 침투되는 것을 막는 방수기능을 부가함과 아울러 탄성방수제로서 진행성 크랙, 건물진동으로인한 크랙 부숭에 좋고 우수한 내화학성, 내후성, 내균열성, 내충격성 및 친수성과 높은 인장력을 갖음은 물론 특히 수성으로 이루어져 장식간 사용시 수막에 의한 균열 등이 일어나지 않도록 된 크랙보수용 탄성방수제에 관한 것이다.

일반적으로 구조물을 구성하는 콘크리트는 내부에 다수의 기포가 형성되어 있어 방수력이 약하기 때문에 장시간 경과시에 비 누수 및 누수를 포함하는 크랙(crack)이 발생하게 되며, 발생된 크랙을 제거하기 위하여, 크랙부위에 수분의 침투 및 누수를 방지하기 위한 여러 종류의 방수작업이 수행된다.

즉 건축물에 있어서, 콘크리트 시공면 또는 사용하는 재료에 따라 아스팔트 방수, 시트 방수, 몰탈 방수, 실링제 방수, 도막방수로 구분되는 방수작업들이 수행함으로써 크랙을 제거함과 동시에 크랙부위의 방수성을 확보하게 된다.

상기와 같은 방수작업에는 방수제가 사용되며, 상기 방수제로는 아스팔트, 염화칼슘, 지방산비누, 합성고무, 천연고무, 아세트산 비닐, 염화비닐, 아크릴산 에스테르 등을 시멘트 속에 혼합하여 화학적 변화에 따른 수밀성을 크게 하도록 된 것이 있다.

그리고 상기한 바와는 별로 도료성 방수제를 사용하여 콘크리트에 수분이 침투하는 것을 방지하는 방법으로 사용된다.

이와 같은 방수제를 이용한 방수작업은 기능적인 역할은 방수효과를 높이는 동시에 콘크리트의 다른 성질에 악영향을 주지 않아야 하고 기온변화 및 진동에 의해 발생할 수 있는 건축물의 거동 또는 미세균열에 의한 또 다른 크랙을 방지할 수 있어야 한다.

또한, 액체형의 도막에는 가열형, 수경화성, 2액 경화형의 화학물질이 첨가된 재료를 현장에서 도포하거나 혼합하여 주입하는 방식이 있다.

상기한 재료(주로 가열형 아스팔트, 상온형 아스팔트, 클로로프렌, 폴리우레탄 등)는 양생과 동시에 탄성 거동을 하며 매끈한 표면을 형성한다. 이러한 재료는 탄성이 우수하여 균열 또는 조인트 부위에 시공되어 보호하는 기능으로 사용되는 경우도 있다.

그리고 사용조건 및 노출 조건하에서 특정 재료나 시스템의 신장능력은 재료의 신율, 형성되는 도막의 두께, 균열 및 틈이 벌어진 양쪽의 부착되지 아니한 부분간의 도막재의 길이 등에 의해 다양하게 나타난다.

상기한 방수 피막들은 고분자계 유기질 단독 형태로 우레탄과 폴리 이소시아네이트의 가교결합을 통하여 불특수성의 일정한 두께의 피막을 형성하는 방법, 무기질계와 유기질계의 혼합형태를 가지는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제로서 무기질계는 시멘트를 주성분으로 하고, 유기질계는 각종 유화제를 사용하여 유상의 액상을 수중(O/W)에서 또는 물을 유상의 액상(W/O)에서 유화시킨 수용성화 형태의 에멀젼을 혼합하여 잔류 수분에 의한 시멘트의 수화반응으로 시멘트 입자의 결합과 구상의 폴리머가 연속 피막을 형성하여 견고한 불특수성 피막을 형성하는 방법, 또한 아스팔트계(고무계 아스팔트, 유화 아스팔트)의 액상 또는 고체 형태를 현장에서 전 처리하여 표면에 도포하는 방법 등으로 외부의 수분 및 각종 물리적 작용으로부터 구조체 피막을 보호하는 역할을 하게 된다.

상기한 바와 같이 콘크리트 구조물 또는 구조체를 보호하기 위하여 다양한 방수제가 개발되어 사용되고 있는 실정이며, 콘크리트와의 접착력이 강하고 방수성 및 내후성이 우수하며, 중성화학반응이 일어나지 않아서 재료분리 현상이 없는 콘크리트와 동일한 알카리성을 갖는 폴리머 시멘트계 도막방수제가 있다.

상기 폴리머 시멘트계 도막방수제는 도료성 방수제에 가깝지만 시멘트가 첨가되기 때문에 화학반응이 일어나 수밀성을 증대시킨 방수제로도 분류될 수 있다.

이러한 폴리머 시멘트계 도막방수제는 분체 성분인 시멘트, 규사, 세라믹광물 등과 혼합제인 시멘트 혼화성 아크릴계의 에멀젼 폴리머 등으로 구성되어 있는데, 상기의 재료를 이용하여 콘크리트 건축물에 방수공사를 하기 위하여는 시공현장에서 조성물을 제조하여야 하는데 재료의 배합율이 일정하지 못함은 물론 교반 및 배합이 소홀하게 되어 불균일한 조성물이 될 수 있는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점의 해결방안으로 제시된 국내의 등록실용신안 제20-0175730호는, 포틀랜드 시멘트 또는 고로 시멘트가 10~30 중량부, 고형분 함량이 40~50 중량부인 수분산성 아크릴계 에멀젼이 20~50 중량부, 160 메쉬 이하의 실리카질 규사가 30~60 중량부, 경화지연제인 규불화나트륨, 옥시카본산 및 그 염, 글루코산 나트륨, 슈크로스, 다당류, 당알코올이 0.5~1.5 중량부, 물이 1~10 중량부, 조색 보조제 및 증점제, 방부제, 내열노화방지제, 내오존방지제, 자외선 안정제가 0.5~5 중량비 무게비로 구성되어 있으나, 이와 같은 선행기술의 단점은 수화반응을 억제시키는 여러 종류의 경화지연제를 사용한다는 단점을 가지게 되었다.

또한 국내의 특허등록 제10-0406212호는, 물 35~55 중량부를 40~50℃로 가열하고 여기에 비이온성 계면활성제 5~10 중량부와 칼슘 스테아레이트 40~60 중량부를 첨가하여 유화분산시키고, 180~200 중량부의 아크릴 에멀젼 수지 공중합체와 혼합시켜 에멀젼 A 제를 제조하는 단계; 및 백색 포틀렌트 시멘트 100 중량부에 7호 규사 50~70 중량부, 크롬옥사이드 5~9 중량부 및 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르 0.1~0.5 중량부를 혼합하여 제조한 B 제를 상기 A 제와 1:0.25 중량비 되도록 혼합시키는 것이 제시되어 있으나, 이와 같은 선행기술은 에멀젼 A 제를 사용자가 직접 만들기 어려운 문제점이 있었다.

또한 국내의 특허등록 제10-0661210호는, 실리콘 에멀젼을 주성분으로 하는 액상의 결합체와, 시멘트와 골재가 포함된 분체로 구성되고; 상기 실리콘 에멀젼의 함량은 활성함량으로 시멘트 중량 대비 4~17 중량%로 구성되고, 상기 시멘트와 골재의 혼합비율은 중량비로 1:0.5 ~ 1:5로 이루어지고, 상기 시멘트의 매트릭스 구조를 안정화시키기 위해 보조결합제가 시멘트 대비 6~16 중량% 범위 내에서 첨가되는 것이 제시되어 있다.

따라서 상기한 선행기술 내용들에 의하면, 아크릴 또는 실리콘 에멀젼을 혼화제로 사용하고 있으며, 시멘트 계열의 분체(무기질 분말)와 각종 수화반응 및 발수성, 내화학성, 인장강도 등의 성능향상을 위하여 각종 첨가제를 사용하고, 상기 제품들을 시공현장에서 배합 및 교반 작업을 수행하고 있다는 점에서는 동일 유사한 것이라 할 수 있다.

본 발명은 상기한 선행기술의 내용을 토대로 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 더 간편하게 액체상태의 재료와 분말상태의 다른 재료들을 별도의 원형통에 준비하였다가 사용시 두 원형통의 내용물을 혼합하기만 하면 사용할 수 있도록 함으로써 누구나 배합 및 희석하여 사용할 수 있도록 사용자의 편의성을 향상시킨 크랙보수용 탄성방수제를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 구조물에 발생된 크랙을 제거함은 물론 누수방지를 필요로 하는 구조물의 보수현장에서 아크릴 에멀전과 시멘트 및 기타 재료를 혼합하여 구조물에 도포함으로써 구조물에 물이 침투되는 것을 막는 방수기능은 물론 우수한 내화학성, 내후성, 내균열성, 내충격성 및 친수성과 높은 인장력을 갖는 크랙보수용 탄성방수제를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 한국산업표준(KSF4919 - "시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제")에서 규정하는 시험항목에 적합하도록 하며, 특히 인장강도 및 신장율을 크게 개선하여 콘크리트 구조물의 시공 면에서 분리되거나 이탈되지 아니하는 우수한 성능을 갖는 크랙보수용 탄성방수제를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 시멘트 계열의 무기질 분말을 사용하기 때문에 콘크리트와 함께 수축 및 팽창이 이루어지고, 콘크리트의 수분을 외부로 용이하게 배출함으로써 콘크리트의 부식을 방지할 수 있어서 건축물의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 크랙보수용 탄성방수제를 제공하는 것에 있다

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 크랙보수용 탄성방수제는 아크릴 에멀젼 62 내지 70 중량%, 일반시멘트 11 내지 15 중량%, 생석회 11 내지 15 중량%, 마이크로시멘트 1.0 내지 1.6 중량%, 알루미나시멘트 1.0 내지 1.6 중량%, 급결시멘트 1.5 내지 2.5 중량%, 소포제 0.5 내지 0.9 중량%, 유동화제 0.5 내지 0.9 중량%, 팽창제 0.5 내지 0.9 중량%, 방수분말수지 0.25 내지 0.45 중량%, 지당 0.25 내지 0.45 중량%; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 크랙보수용 탄성방수제는 누수를 포함하는 크랙을 제거하는 보수현장에서 즉시 사용할 수 있도록 사전에 계량하여 소포장 한 분말 상태의 내용물을 아크릴 에멀젼에 첨가하여 희석하면 되는 것으로 배합비율의 가감으로 물성의 변화 또는 방수제의 기능을 상실하는 문제점을 갖지 아니하는 것이므로, 경험이 부족한 작업자 내지 어느 누구라도 쉽게 사용할 수 장점으로 작업현장의 환경이나 숙련자에 관계없이 우수한 품질의 동일한 탄성방수제를 희석하여 사용할 수 있는 효과를 갖는다.

그리고 한국산업표준에서 정하는 인장강도 및 신장율의 규격보다 월등한 인장강도와 신장율을 가지므로 콘크리트 구조물의 거동에 따른 또 다른 크랙의 발생을 방지하고 물이 침투되는 것을 막는 방수기능은 물론 우수한 내화학성, 내후성, 내균열성, 내충격성, 및 친수성과 높은 인장력을 갖는 효과가 있다.

또한 시멘트 계열의 무기질 분말을 사용하기 때문에 콘크리트와 함께 수축 및 팽창이 이루어지고, 콘크리트의 수분을 외부로 용이하게 배출함으로써 콘크리트의 부식을 방지할 수 있어서 구조물의 수명을 연장시 킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의한 크랙보수용 탄성방수제를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 일 실시예에 의한 크랙보수용 탄성방수제는, 아크릴 에멀젼 62 내지 70 중량%, 일반시멘트 11 내지 15 중량%, 생석회 11 내지 15 중량%, 마이크로시멘트 1.0 내지 1.6 중량%, 알루미나시멘트 1.0 내지 1.6 중량%, 급결시멘트 1.5 내지 2.5 중량%, 소포제 0.5 내지 0.9 중량%, 유동화제 0.5 내지 0.9 중량%, 팽창제 0.5 내지 0.9 중량%, 방수분말수지 0.25 내지 0.45 중량%, 지당 0.25 내지 0.45 중량%; 로 이루어진다.

상기와 같은 본 실시예 의한 크랙보수용 탄성방수제는 제1 원형통에 액체 상태의 아크릴 에멀젼을 62 내지 70 중량% 준비하는 단계와, 제2 원형통에 분말 상태의 일반시멘트 11 내지 15 중량%, 생석회 11 내지 15 중량%, 마이크로시멘트 1.0 내지 1.6 중량%, 알루미나시멘트 1.0 내지 1.6 중량%, 급결시멘트 1.5 내지 2.5 중량%, 소포제 0.5 내지 0.9 중량%, 유동화제 0.5 내지 0.9 중량%, 팽창제 0.5 내지 0.9 중량%, 방수분말수지 0.25 내지 0.45 중량%, 지당 0.25 내지 0.45 중량%를 준비하는 단계와, 상기 제2 원형통에 준비된 내용물을 상기 제1 원형통에 부어서 전동고속믹서기로 3분 내지 5분 동안 희석시키는 단계를 통해 제조된다.

상기와 같은 공정을 통해 제조되는 본 실시예의 크랙보수용 탄성방수제는 아크릴 에멀젼 66.2 중량%, 일반시멘트 13.2 중량%, 생석회 13.2 중량%, 마이크로시멘트 1.3 중량%, 알루미나시멘트 1.3 중량%, 급결시멘트 2 중량%, 소포제 0.7 중량%, 유동화제 0.7 중량%, 팽창제 0.7 중량%, 방수분말수지 0.35 중량%, 지당 0.35 중량%; 로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같이 이루어진 본 실시예에 의한 크랙보수용 탄성방수제에서 상기한 아크릴 에멀젼은 일반적인 통상의 것으로 물과 계면활성제 및 아크릴 수지 공중합체 등을 섞어서 교반 한 것을 사용하며, 이러한 아크릴 에멀젼은 우수한 내마모성, 내후성, 내균열성, 내충격성 및 강도 등이 우수한 것으로 알려져 있다.

또한, 상기 마이크로시멘트는 수밀성과 침투성을 극대화하며 내구성 및 강도를 높이기 위하여 분말도 8000㎠/ｇ 이상의 마이크로시멘트(일명:마이셈 8000)를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기한 일반시멘트는 분말도 3000㎠/ｇ의 포틀랜트 시멘트 또는 고로 시멘트 등으로 이루어진다

또한, 상기 생석회는 원활한 수화반응을 위하여 사용된다.

그리고 상기 유동화제(superplasticizer)는 콘크리트를 부드럽게 하기 위한 혼합제로써 시멘트 입자의 분산을 위하여 사용하는데, 입자 사이에 윤활막을 형성하여 각 성분들 사이의 상호 부착력을 저감시켜 배합이나 경화된 콘크리트의 품질을 변경시키는 일 없이 유동성을 대폭적으로 개선시키게 된다.

본 출원인은 일반적으로 알려진 CMC-PC, Peramin SMF30, Peramin Conpac 149S 등을 포함한 다양한 유동화제가 사용될 수 있음을 실험을 통하여 확인하였다. 상기 제시한 종류의 유동화제뿐만 아니라 다른 유동화제의 사용도 가능하다. 이와 같은 유동화제의 사용으로 화학적으로 안정되어 고강도의 콘크리트 제조가 용이하게 되고, 슬럼프 로스(slump loss)가 거의 없게 되는 효과가 있다.

또한, 상기 소포제는 거품발생을 억제하기 위하여 사용하는데 공기량을 조절하고 기포를 감소시키는 기능을 수행하게 된다. 이로 인해 품질의 안정성을 확보할 수 있게 되며, 강도를 증진시키는 효과가 있다.

본 출원인은 일반적으로 알려진 Agitan 295, Agitan P803, Agitan P833 등을 포함한 다양한 소포제가 사용될 수 있음을 실험을 통하여 확인하였다. 물론 상기 제시한 종류의 소포제뿐만 아니라 다른 소포제의 사용도 가능하다.

그리고 상기 팽창제는 거품을 일으켜 부풀게 하는 물질로써 시멘트의 팽창을 위하여 사용한다. 본 발명에서는 일반적으로 알려진 다양한 종류의 팽창제가 사용될 수 있다.

또한 상기 알루미나시멘트는 내식성 및 내화성을 가지며 물과 섞인 다음 경화될 때까지의 시간이 짧아 상기 급결시멘트의 작용과 같은 급결성을 가지기 위하여 사용된다.

그리고 상기 방수분말수지는 일반적으로 알려진 것으로써 상기 시멘트들과 혼합될 때 유연성, 탄성이 증가함은 물론 방수의 효과를 가지는 위하여 사용된다.

또한 상기한 지당은 혼합물들 간의 접착력을 높여줌과 동시에 재질을 유연하게 하기 위하여 사용된다.

상기와 같이 이루어진 본 실시예에 의한 시멘트 혼입 폴리머계 탄성방수제의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에 의한 시멘트 혼입 폴리머계 탄성방수제를 구성하기 위하여는 먼저, 시중에서 판매되는 액체 상태의 아크릴 에멀젼을 준비한다.

그리고 상호 화학반응을 하지 아니하는 마이크로시멘트(마이셈 8000)와 생석회, 아크릴 에멀젼, 일반시멘트, 알루미나시멘트, 급결시멘트를 미리 소포장으로 준비하고, 상기 각각의 첨가제(유동화제, 소포제, 팽창제, 방수분말수지, 지당도 함께 소포장하여 준비한다.

또한 상기의 각 재료들의 무게를 재어 아크릴 에멀젼 66.2 중량%, 일반시멘트 13.2 중량%, 생석회 13.2 중량%, 마이크로시멘트 1.3 중량%, 알루미나시멘트 1.3 중량%, 급결시멘트 2 중량%, 소포제 0.7 중량%, 유동화제 0.7 중량%, 팽창제 0.7 중량%, 방수분말수지 0.35 중량%, 지당 0.35 중량% 가 되도록 준비한 후 상기 액체 상태의 아크릴 에멀젼은 제1 원형통에, 나머지 분말 상태의 마이크로시멘트, 알루미나시멘트, 일반시멘트, 급결시멘트, 생석회, 방수분말수지, 유동화제, 소포제, 팽창제, 지당은 제2 원형통에 담아서 뚜껑을 닫고 보관한다.

이때, 각각의 원형통은 밀봉되는 것이 바람직하며, 제1 원형통이 제2 원형통 보다 2배 이상의 부피를 갖는 것이 바람직하다.

상기에서 원형통을 사용하는 이유는 전동믹서기를 이용하여 희석하는 과정에서 원활한 희석이 이루어지도록 하기 위함이다.

또한, 상기 소포제 및 팽창제가 분말 상태가 아니라 액체 상태인 경우에는 이를 제1 원형통에 담아서 보관하여야 한다.

상기와 같이 내용물이 담겨져 준비된 제1 및 제2 원형통을 시공하고자 하는 현장으로 운반하고, 시공하고자 하는 콘크리트 구조물의 시공면의 이물질제거를 위하여 고압분사기 등을 이용하여 깨끗하게 한다.

이후 상기 제2 원형통에 담겨진 내용물들을 상기 제1 원형통에 부은 후 RPM 600 이상의 전동믹서기로 3분 내지 5분 동안 희석하여 덩어리지는 가루가 없도록 하여 크랙보수용 탄성방수제를 준비한다.

상기의 크랙보수용 탄성방수제는 콘크리트 구조물의 크랙부위에 붓, 롤러 또는 노즐 등의 장비를 사용하여 약 2 내지 4㎜ 두께로 도포하여 상온 3~4시간 건조시킴으로서 방수공사를 완료할 수 있다.

또한, 필요에 따라 건조된 방수제의 표면에 별도의 도장을 더 칠할 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 콘크리트 구조물의 거동에도 또 다른 크랙의 발생을 예방함은 물론 완벽하게 물이 침투되는 것을 막는 방수기능은 물론 우수한 내화학성, 내후성, 내균열성, 내충격성 및 친수성과 높은 인장력을 갖는다.

Claims (2)

1. 아크릴 에멀젼 62 내지 70 중량%;
   일반시멘트 11 내지 15 중량%;
   생석회 11 내지 15 중량%;
   마이크로시멘트 1.0 내지 1.6 중량%;
   알루미나시멘트 1.0 내지 1.6 중량%;
   급결시멘트 1.5 내지 2.5 중량%;
   소포제 0.5 내지 0.9 중량%;
   유동화제 0.5 내지 0.9 중량%;
   팽창제 0.5 내지 0.9 중량%;
   방수분말수지 0.25 내지 0.45 중량%;
   지당 0.25 내지 0.45 중량%; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랙보수용 탄성방수제
2. 제 1항에 있어서;
   상기 아크릴 에멀젼은 66.2 중량%;
   상기 일반시멘트는 13.2 중량%;
   상기 생석회는 13.2 중량%;
   상기 마이크로시멘트는 1.3 중량%;
   상기 알루미나시멘트는 1.3 중량%;
   상기 급결시멘트는 2 중량%;
   상기 소포제는 0.7 중량%;
   상기 유동화제는 0.7 중량%;
   상기 팽창제는 0.7 중량%;
   상기 방수분말수지는 0.35 중량%;
   상기 지당은 0.35 중량%; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랙보수용 탄성방수제